14. Магнитный усилитель: принцип действия, характеристика управления.

МУ-это электрический аппарат предназначенный для усиления электрического сигнала по току, напряжению, мощности.

В схеме простейшего дроссельного магнитного усилителя, называемого дросселем насыщения используется управляемое магнитное сопротивление.

Замкнутый электропровод изготавливается из материала с резко выраженной нелинейностью кривой намагничивания.

Рабочая обмотка переменного тока включается в цепь нагрузки R_н, в обмотку управления подается постоянный ток управления.

При прохождении переменного тока по рабочей обмотке на обмотке управления наводится ЭДС. Эта ЭДС будет создавать переменный ток в цепи управления для ограничения которого включается балластный дроссель X_б.

1. Режим ХХ:

При отсутствии тока управления цепь управления разомкнута, индуктивность сопротивления рабочей обмотки управления определяется по формуле:

Где: S- активное сечение магнитопровода; W_р– число витков рабочей обмотки;

L_р1- индуктивность рабочей обмотки; l- средняя длина магнитной линии в магнитопроводе.

При Iу=0 состояние магнитопровода хар-ся ненасыщенной зоной где магнитная проницаемость μ_а1 велика и индуктивное сопротивление рабочей обмотки максимально.

Обычно X_р1>> R_н , поэтому ток в цепи рабочей обмотки имеет максимальное значение:

H₁ –напряженность магнитного поля.

2. Режим когда ток управления максимален:

Подадим в обмотку управления постоянный максимальный ток управления. В этой области насыщения материал имеет μ_а1 =min. Соответствующее индуктивное сопротивление рабочей обмотки X_р2 резко уменьшается и становится << R_н , =>ток нагрузки стремиться к max. При этом все напряжения источника питания приложено к активному сопротивлению нагрузки R_н и активному сопротивлению рабочей обмотки r_р .

Rр – активное сопротивление рабочей цепи.

При плавном увеличении тока управления, ток нагрузки плавно увеличивается от своего минимального значения до максимального за счет плавного уменьшения магнитной проницаемости.

По оси абсцисс откладываем I_у приведенный к рабочей обмотке.

1. идеальная хар-ка управления является прамой, идущей под углом 45⁰ .

2. реальная отличается от идеальной наличием тока ХХ I_н.0. и плавным переходом к току I_н.max

В линейной зоне хар-ки соблюдается равенство средних значений МДС:

1. Это равенство не зависит от колебаний питающего напряжения, сопротивление нагрузки и частоты источника питания.

15. Технические характеристики магнитных усилителей

Характеристикой управления МУС называется зависи­мость выходного напряжения от тока управления U_р(Iy ) или напряжения на нагрузке от тока управления U_н(Iy).

Крутизна характеристики управления

Производная д∆В_у/дН_у. характеризует наклон кривой размагничивания магнитопровода МУС и условно может определяться эквивалентной магнитной проницаемостью размагничивания

м_Р=—д∆В_у/дН_у. Таким образом, k_R~Xр w_y/w_p.

б) Коэффициент усиления МУС. Коэффициент усиления по току:

Коэффициент усиления по мощности

Коэффициент усиления по напряжению

Запаздывание. Под запаздыванием понимается выдержка време­ни между моментом скачкообразного изменения тока управления до мо­мента появления тока нагрузки, соответствующего этому новому значе­нию Iy в установившемся режиме.

Постоянная времени, добротность: Для оценки быстродействия МУС вводится понятие добротности D = kp/Ty.

Чем больше добротность D, тем меньше постоянная времени Т_у и тем выше быстродействие МУС.